CN112863135A - 一种实验助手机器人的实验过程提示和预警系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种实验助手机器人的实验过程提示和预警系统,涉及智能助手技术领域,该实验助手机器人的实验过程提示和预警系统,包括控制系统、指令处理系统、输入模块、数据传输模块、实验提示系统和预警系统,所述控制系统包括存储模块、控制模块和实验数据库,所述实验数据库与控制模块信号连接,所述控制模块与存储模块信号连接,所述指令处理系统包括指令数据库、对比模块和转换模块。本发明通过设置控制系统、指令处理系统、输入模块、数据传输模块、实验提示系统和预警系统,解决了对于过程复杂、步骤繁琐的实验操作过程,没有操作过程提示和预警很容易导致大量的时间浪费、实验材料浪费和金钱浪费的问题。
Description
技术领域
本发明涉及智能助手技术领域,具体为一种实验助手机器人的实验过程提示和预警系统。
背景技术
实验是科学研究的基本方法之一,通过借助实验工具、仪器和设备在特定场合进行对实际情况的模拟,用来得出一定的规律性结论,实验是人类文明进步的基石,任何行业的发展都离不开实验。众所周知,实验是不停的验证,反复操作,才能得出结论,此过程中会受到众多因素影响,因此确保实验结果的准确性也非常困难。很多实验的过程和步骤非常复杂、繁琐,在实际操作时很容易忽略一些因素,导致已进行的操作对实验结果具有严重误差,导致大量的时间浪费、实验材料浪费直接影响的金钱浪费,因此,对于复杂的实验操作,具有提示和预警显得尤为重要,对我,我们提出了一种能够对实验过程中具有提示作用和预警作用的实验助手机器人的实验过程提示和预警系统。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足,本发明提供了一种实验助手机器人的实验过程提示和预警系统,解决了对于过程复杂、步骤繁琐的实验操作过程,没有操作过程提示和预警很容易导致大量的时间浪费、实验材料浪费和金钱浪费的问题。
(二)技术方案
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种实验助手机器人的实验过程提示和预警系统,包括控制系统、指令处理系统、输入模块、数据传输模块、实验提示系统和预警系统,所述控制系统包括存储模块、控制模块和实验数据库,所述实验数据库与控制模块信号连接,所述控制模块与存储模块信号连接。
所述指令处理系统包括指令数据库、对比模块和转换模块,所述转换模块和指令数据库均与对比模块信号连接,所述对比模块与控制模块信号连接。
所述输入模块包括语音输入模块和键盘输入模块,所述语音输入模块和键盘输入模块分别与转换模块和对比模块信号连接。
所述数据传输模块包括有线传输模块和无线传输模块,所述数据传输模块与控制系统双向信号连接。
所述实验提示系统包括计时模块、语音提示模块、功能参数模块和语言显屏模块,所述语音提示模块、功能参数模块和语言显屏模块均与控制模块信号连接,所述计时模块与控制模块双向信号连接。
所述预警系统包括预警模块和信号接入模块,所述信号接入模块与控制模块信号连接,所述控制模块与预警模块信号连接。
优选的,所述预警模块包括声音报警模块和灯光报警模块。
优选的,所述功能参数模块包括温度显示模块、压力显示模块和湿度显示模块。
优选的,所述信号接入模块包括温度接入模块、压力接入模块和湿度接入模块。
优选的,所述无线传输模块包括紫峰、蓝牙、无线宽带、超宽带和近距离无线通信。
优选的,所述控制系统为单片机,所述有线传输模块为USB接口。
优选的,所述语音提示模块为扬声器,所述功能参数模块和语言显屏模块为液晶显示屏。
优选的,所述信号接入模块为数据线。
(三)有益效果
本发明提供了一种实验助手机器人的实验过程提示和预警系统,具备以下有益效果:
本发明通过设置控制系统、指令处理系统、输入模块、数据传输模块、实验提示系统和预警系统,通过数据传输模块提前将一些复杂繁琐的实验过程的名称、实验步骤名称、所需使用的实验工具仪器和设备、设置的实验参数等具体信息、简写或关键词分类存入控制系统和指令数据库,将实验仪器设备的信号数据线与控制系统连接,实验过程中通过输入模块传输实验指令,指令处理系统处理输入指令并将信息传递给控制系统,控制系统通过实验提示系统进行声音、图像和文字显示进行提示和实验仪器设备的参数进行展示,实现人机互动,在实验仪器设备发生异常时,预警系统会发出警告,使得实验者可以及时发现问题并及时处理解决,从而简化繁琐实验过程对实验者带来的记忆困扰,方便实验顺利进行,达到大幅度降低实验材料消耗、金钱浪费和时间浪费呈效果,解决了对于过程复杂、步骤繁琐的实验操作过程,没有操作过程提示和预警很容易导致大量的时间浪费、实验材料浪费和金钱浪费的问题。
附图说明
图1为本发明系统原理图;
图2为本发明预警模块原理图;
图3为本发明功能参数模块原理图;
图4为本发明信号接入模块原理图;
图5为本发明无线传输模块。
图中:1、控制系统;11、存储模块;12、控制模块;13、实验数据库;2、指令处理系统;21、指令数据库;22、对比模块;23、转换模块;3、输入模块;31、语音输入模块;32、键盘输入模块;4、数据传输模块;41、有线传输模块;42、无线传输模块;421、紫峰;422、蓝牙;423、无线宽带;424、超宽带;425、近距离无线通信;5、实验提示系统;51、计时模块;52、语音提示模块;53、功能参数模块;531、温度显示模块;532、压力显示模块;533、湿度显示模块;54、语言显屏模块;6、预警系统;61、预警模块;611、声音报警模块;612、灯光报警模块;62、信号接入模块;621、温度接入模块;622、压力接入模块;623、湿度接入模块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
如图1-5所示,本发明提供一种技术方案:一种实验助手机器人的实验过程提示和预警系统,包括控制系统1、指令处理系统2、输入模块3、数据传输模块4、实验提示系统5和预警系统6,所述控制系统1包括存储模块11、控制模块12和实验数据库13,所述实验数据库13与控制模块12信号连接,所述控制模块12与存储模块11信号连接。
所述指令处理系统2包括指令数据库21、对比模块22和转换模块23,所述转换模块23和指令数据库21均与对比模块22信号连接,所述对比模块22与控制模块12信号连接。
所述输入模块3包括语音输入模块31和键盘输入模块32,所述语音输入模块31和键盘输入模块32分别与转换模块23和对比模块22信号连接。
所述数据传输模块4包括有线传输模块41和无线传输模块42,所述数据传输模块4与控制系统1双向信号连接。
所述实验提示系统5包括计时模块51、语音提示模块52、功能参数模块53和语言显屏模块54,所述语音提示模块52、功能参数模块53和语言显屏模块54均与控制模块12信号连接,所述计时模块51与控制模块12双向信号连接。
所述预警系统6包括预警模块61和信号接入模块62,所述信号接入模块62与控制模块12信号连接,所述控制模块12与预警模块61信号连接。
作为本发明的一种技术优化方案,预警模块61包括声音报警模块611和灯光报警模块612,通过声音和灯光两种报警方式分别在听觉和视觉两种角度进行预警,方便实验者及时发现并解决问题问题,降低损失。
作为本发明的一种技术优化方案,功能参数模块53包括温度显示模块531、压力显示模块532和湿度显示模块533,多种参数显示模块分别对多种实验仪器设备进行集中显示设备的实验参数,避免在多个设备上分别观察,看起来更加方便,同时节省实验时间。
作为本发明的一种技术优化方案,信号接入模块62包括温度接入模块621、压力接入模块622和湿度接入模块623,通过多种信号接入模块62分别对多种实验仪器设备的工作参数进行传输,从而能够在一个实验提示系统5上观察所有实验仪器设备的工作参数。
作为本发明的一种技术优化方案,无线传输模块42包括紫峰421(Zig-Bee)、蓝牙422(Bluetooth)、无线宽带423(Wi-Fi)、超宽带424(UWB)和近距离无线通信425(NFC),通过现有技术中比较成熟的集中无线传输技术实现无线数据传输功能,方便对控制系统1和指令处理系统2的数据进行完善和更新。
作为本发明的一种技术优化方案,控制系统1为单片机,所述有线传输模块41为USB接口,方便对控制系统1进行系统更新和数据传输。
作为本发明的一种技术优化方案,语音提示模块52为扬声器,所述功能参数模块53和语言显屏模块54为液晶显示屏,通过声音和图像两种提示方式分别在听觉和视觉两种角度进行提示,方便实验者及时接收提示信息。
作为本发明的一种技术优化方案,信号接入模块62为数据线,通过数据线传递实验仪器设备的工作参数。
工作原理:通过数据传输模块4的有线传输模块41无线传输模块42提前将一些复杂繁琐的实验过程的名称、实验步骤名称、所需使用的实验工具、仪器和设备名称、设置的实验参数等具体信息、简写或关键词分类存入控制系统1和指令数据库21,实验时实验仪器设备通过信号接入模块62与控制系统1连接,控制系统1驱动功能参数模块53对实验仪器设备的工作参数进行显示,实验过程中通过输入模块3和语音输入模块31和/或键盘输入模块32口述或键入传输实验指令,口述的实验指令通过转换模块23转换成文字指令,键入的文字指令和转换的文字指令通过对比模块22余指令数据库21中的预存指令进行对比,对比完成后控制系统1的控制模块12将实验数据库13预存的实验信息通过实验提示系统5的语言显屏模块54进行展示,并通过语音提示模块52进行语音播报,计时模块51在进行有实验仪器设备的工作时间限制的步骤中进行计时并提前提醒,实现人机互动,在实验仪器设备发生异常时,预警系统6的预警模块61会发出警告,使得实验者可以及时发现并解决问题,从而简化繁琐实验过程对实验者带来的记忆困扰。
实施例一
标准型实验(有现有可参考标准:GB 4789.4-2016《食品安全国家标准食品微生物学检验沙门氏菌检验》):
通过数据传输模块4的有线传输模块41无线传输模块42提前将GB 4789.4-2016《食品安全国家标准食品微生物学检验沙门氏菌检验》的实验步骤名称、所需使用的实验工具、仪器和设备名称、试剂、设置的实验参数等具体信息、简写或关键词分类存入控制系统1和指令数据库21,如实验仪器、设备运行状态,试剂的有效期、配制情况等,实验时实验仪器设备通过信号接入模块62与控制系统1连接,控制系统1驱动功能参数模块53对实验仪器设备的工作参数进行显示,比如第一步称量多少重量标本,加入多少量的稀释液,确认完毕后,进行第二步,实验过程中通过输入模块3和语音输入模块31和/或键盘输入模块32口述或键入传输实验指令,口述的实验指令通过转换模块23转换成文字指令,键入的文字指令和转换的文字指令通过对比模块22余指令数据库21中的预存指令进行对比,对比完成后控制系统1的控制模块12将实验数据库13预存的实验信息通过实验提示系统5的语言显屏模块54进行展示,并通过语音提示模块52进行语音播报,计时模块51在进行有实验仪器设备的工作时间限制的步骤中进行计时并提前提醒,实现人机互动,在实验仪器设备发生异常时,预警系统6的预警模块61会发出警告,使得实验者可以及时发现并解决问题,从而简化繁琐实验过程对实验者带来的记忆困扰。如果过程中实验仪器、设备参数检测异常则表示发生实验错误,实验提示系统5提示是否取消实验或重新进行实验,如果继续进行,是否有补救措施,或者测量值偏差的话是否需要估值计算;又如,在挑取可疑菌落的步骤中,在BS琼脂上的菌落为黑色有金属光泽,语言显示屏模块54可以出示标准菌落图片作为提示。
实施例二
研究型实验(没有可供参考标准:一种手性银纳米簇聚集体的制备方法):
实验人员根据自己的实验目的,规划整个实验过程,编辑实验名称、所需使用的实验工具、仪器和设备名称、试剂、设置的实验参数等具体信息、简写或关键词等,分类存入控制系统1和指令数据库21,然后控制系统1根据实验人员编辑上传存在实验数据库13中的内容和指令数据库21存在指令,对实验过程中的实验人员进行提示和预警。
综上可得,本发明通过设置控制系统1、指令处理系统2、输入模块3、数据传输模块4、实验提示系统5和预警系统6,解决了对于过程复杂、步骤繁琐的实验操作过程,没有操作过程提示和预警很容易导致大量的时间浪费、实验材料浪费和金钱浪费的问题。
需要说明的是,在本文中,诸如术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种实验助手机器人的实验过程提示和预警系统,其特征在于:包括控制系统(1)、指令处理系统(2)、输入模块(3)、数据传输模块(4)、实验提示系统(5)和预警系统(6),所述控制系统(1)包括存储模块(11)、控制模块(12)和实验数据库(13),所述实验数据库(13)与控制模块(12)信号连接,所述控制模块(12)与存储模块(11)信号连接;
所述指令处理系统(2)包括指令数据库(21)、对比模块(22)和转换模块(23),所述转换模块(23)和指令数据库(21)均与对比模块(22)信号连接,所述对比模块(22)与控制模块(12)信号连接;
所述输入模块(3)包括语音输入模块(31)和键盘输入模块(32),所述语音输入模块(31)和键盘输入模块(32)分别与转换模块(23)和对比模块(22)信号连接;
所述数据传输模块(4)包括有线传输模块(41)和无线传输模块(42),所述数据传输模块(4)与控制系统(1)双向信号连接;
所述实验提示系统(5)包括计时模块(51)、语音提示模块(52)、功能参数模块(53)和语言显屏模块(54),所述语音提示模块(52)、功能参数模块(53)和语言显屏模块(54)均与控制模块(12)信号连接,所述计时模块(51)与控制模块(12)双向信号连接;
所述预警系统(6)包括预警模块(61)和信号接入模块(62),所述信号接入模块(62)与控制模块(12)信号连接,所述控制模块(12)与预警模块(61)信号连接。
2.根据权利要求1所述的一种实验助手机器人的实验过程提示和预警系统,其特征在于:所述预警模块(61)包括声音报警模块(611)和灯光报警模块(612)。
3.根据权利要求1所述的一种实验助手机器人的实验过程提示和预警系统,其特征在于:所述功能参数模块(53)包括温度显示模块(531)、压力显示模块(532)和湿度显示模块(533)。
4.根据权利要求1所述的一种实验助手机器人的实验过程提示和预警系统,其特征在于:所述信号接入模块(62)包括温度接入模块(621)、压力接入模块(622)和湿度接入模块(623)。
5.根据权利要求1所述的一种实验助手机器人的实验过程提示和预警系统,其特征在于:所述无线传输模块(42)包括紫峰(421)、蓝牙(422)、无线宽带(423)、超宽带(424)和近距离无线通信(425)。
6.根据权利要求1所述的一种实验助手机器人的实验过程提示和预警系统,其特征在于:所述控制系统(1)为单片机,所述有线传输模块(41)为USB接口。
7.根据权利要求1所述的一种实验助手机器人的实验过程提示和预警系统,其特征在于:所述语音提示模块(52)为扬声器,所述功能参数模块(53)和语言显屏模块(54)为液晶显示屏。
8.根据权利要求1所述的一种实验助手机器人的实验过程提示和预警系统,其特征在于:所述信号接入模块(62)为数据线。
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